МОСКВА, 21 декабря. /ТАСС/. Ученые Южного федерального университета (ЮФУ) изучили свойства квантовых кристаллов, которые помогут создать новое поколение электронных устройств связи. Об этом сообщает в среду пресс-служба вуза.
"Российские ученые установили взаимосвязь между структурой и свойствами кристаллов квантового параэлектрика - титаната стронция, легированного марганцем. Полученные научные результаты открывают новые возможности управления физическими свойствами квантовых материалов, которые могут быть применены в качестве электронной компонентной базы для нового поколения электронных устройств", - говорится в сообщении.
Как отметили в ЮФУ, квантовые материалы составляют основу нового формирующегося технологического уклада. Поэтому их активно исследуют физики, химики, а также специалисты в области информатики и материаловедения. Одним из перспективных кристаллов, вызывающих повышенный научный интерес, является титанат стронция. Благодаря поведению диэлектрической проницаемости этот материал относится к так называемым квантовым параэлектрикам.
При этом, если в его кристаллическую структуру ввести магнитные катионы, то он становится еще и мультиферроиком, то есть материалом, который может под действием магнитного поля менять свои электрические свойства. Мультиферроики важны для создания нового поколения электронных устройств, в частности, оперативной памяти, информация в которой может записываться и считываться как магнитным, так и электрическим полем. Применение мультиферроиков в различных устройствах открывает возможности для уменьшения их габаритов, повышения их производительности и существенного снижения энергопотребления.
Сами кристаллы, содержащие нужное количество марганца и при этом свободные от каких-либо примесей и дефектов, были выращены группой исследователей Российского технологического университета МИРЭА, а весь проект был поддержан грантами Российского научного фонда (РНФ). Исключительная сложность задачи, успешно решенной учеными, была связана с получением беспримесных и бездефектных кристаллов, установлением механизма внедрения в кристаллическую решетку катионов марганца, которые в принципе могут замещать в решетке как стронций, так и титан, исследованием оптических и структурных характеристик кристалла, противоречивостью интерпретаций свойств этого соединения.
"Моя роль заключалась в том, чтобы предложить интерпретацию установленных экспериментальных фактов и найти объяснение строению и физическим свойствам изучаемого материала. С помощью симметрийного анализа удалось объяснить причины наблюдаемых особенностей кристаллической структуры и физических свойств, найти механизм их взаимосвязи. Таким механизмом являются повороты кислородных октаэдров, выступающих в качестве своеобразного управляющего фактора, изменение которого обусловливают тот или иной рельеф потенциальной энергии для перескоков атомов марганца между различными кристаллографическими позициями. Изменение рельефа потенциальной энергии, в свою очередь, отражается на особенностях диэлектрических свойств соединения", - рассказал ведущий научный сотрудник НИИ физики ЮФУ Михаил Таланов, чьи слова приводятся в сообщении.
